Le dispositif de filtration à plaques est utilisé pour filtrer les inclusions non métalliques présentes dans l'aluminium fondu, en association avec un filtre en mousse céramique. Il permet de filtrer les inclusions de scories et les particules infimes présentes dans l'aluminium fondu. Il est particulièrement adapté à la coulée d'aluminium de haute pureté et d'alliages d'aluminium de haute précision. Il présente les avantages suivants : résistance thermique, résistance à l'oxydation, résistance à la corrosion, chauffage rapide, longue durée de vie et résistance aux acides.
Les scories mélangées au lingot ou autres impuretés non métalliques qui s'y introduisent sont appelées « inclusions non métalliques ». Elles se caractérisent, à la rupture, par la présence de bandes et de lamelles noires ; au niveau de la microstructure, elles se présentent principalement sous forme de tissus désordonnés noirs, linéaires, massifs et floconneux, présentant une différence de couleur marquée par rapport à la matrice. Les inclusions non métalliques constituent une cause majeure de délamination et de défauts de surface dans les produits transformés en aluminium. Lors des processus de traitement thermique et de chauffage, la présence d’inclusions non métalliques peut favoriser la formation de porosité secondaire et de bulles. En termes de propriétés mécaniques, les inclusions non métalliques constituent des points de concentration des contraintes, ce qui réduit la limite de résistance et l’allongement de l’alliage. En particulier, la diminution de l’allongement transversal et des propriétés mécaniques dynamiques (résistance aux chocs, résistance à la fatigue et ténacité à la rupture) est plus marquée. De plus, les inclusions non métalliques réduisent également la résistance à la corrosion sous contrainte de l’alliage.
On observe généralement des inclusions non métalliques (inclusions de scories) lors de l'inspection de l'échantillon transversal à faible grossissement du lingot. Les inclusions de scories ne sont pas autorisées dans les barres coulées de classe A. Pour les lingots de classe B et de classe C de moins de 550 mm, il ne doit pas y avoir plus de deux inclusions de scories, et la surface de chacune d’entre elles doit être inférieure à 0,5 mm², faute de quoi le lingot sera considéré comme “ rebut ”. Les inclusions non métalliques constituent le défaut le plus fréquent dans les lingots d’alliage d’aluminium. Selon les statistiques, calculées en termes de qualité, les lingots mis au rebut en raison d’inclusions de scories représentent environ 10%-25% du total des rebuts.
Les inclusions de scories sont généralement dues à la présence de scories, de fragments de revêtement et de gros oxydes en morceaux qui pénètrent dans le lingot en même temps que le métal en fusion lors du processus de coulée.
Pour éviter la formation d'inclusions de scories, il faut :
- Raffiner avec soin, respecter le temps de repos et filtrer à l'aide d'un dispositif de filtration à plaques.
- Réduisez autant que possible la distance de transfert, assurez de bonnes conditions de transfert, fermez tous les points de fuite exposés dans le laver, plaque de distribution, ainsi qu'un entonnoir pour éviter les fluctuations du niveau du métal en fusion. Il est préférable, dans la mesure du possible, de maintenir un niveau de coulée constant.
- Faites cuire soigneusement les outils de transfert, augmentez la température de coulée de manière appropriée, éliminez soigneusement les scories pendant le processus de coulée et nettoyez minutieusement le four, la plaque d'écoulement et les autres outils après la coulée.
- Utilisez une charge propre.